重視膽石病的膽囊病理機制研究

蔣兆彥 吳健 韓天權(quán) 張圣道

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·述 評·

重視膽石病的膽囊病理機制研究

蔣兆彥 吳健 韓天權(quán) 張圣道

膽囊膽固醇結(jié)石病(簡稱膽石病)是國內(nèi)外常見病。保留膽囊取出結(jié)石的治療對象應(yīng)當(dāng)是膽囊功能正常的膽石病病人，改良B超三維膽囊功能檢查是選擇治療對象的有效方法。膽囊黏膜調(diào)節(jié)膽汁膽固醇飽和度，膽囊分泌黏蛋白促進成核以及膽囊收縮和舒張功能障礙，表明膽囊參與膽石形成的整個機制。影響膽囊動力的因素除了膽囊收縮素外，還有成纖維細(xì)胞生長因子15/19、G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體等。深入探討膽囊病理機制，對于膽石病防治的臨床研究和發(fā)病機制的基礎(chǔ)研究都有重要意義。

膽囊；膽石病；膽固醇；發(fā)病機制

近10多年來，國內(nèi)外膽固醇結(jié)石病(簡稱膽石病)的研究一直處于低谷。近期國內(nèi)開展的保留膽囊取出結(jié)石手術(shù)受到關(guān)注，中華醫(yī)學(xué)會外科學(xué)分會膽道外科學(xué)組正在進行膽囊結(jié)石清除術(shù)的全國多中心臨床研究。保留膽囊的治療，并不適用于所有膽石病病人。為使膽石病不復(fù)發(fā)，關(guān)鍵是嚴(yán)格治療指征，要求治療的膽石病病人有較正常的膽囊功能[1]。通過改良B超三維膽囊功能檢查，按照膽囊收縮率在75%以上(或70%～75%)，以及膽囊壁厚度在2～3 mm的判別標(biāo)準(zhǔn)，選擇膽囊功能良好的病人，達到盡可能使保留的膽囊不復(fù)發(fā)結(jié)石的目的[2]。

膽囊在生理上是儲存和排放膽汁的器官，在病理上是產(chǎn)生膽石的病灶部位。膽囊與肝臟的共同作用導(dǎo)致膽石產(chǎn)生。達成共識的膽石發(fā)病機制包括膽汁的膽固醇過飽和與促/抗成核因子失衡，以及膽囊功能異常[3]。在臨床上，這三方面的異常除膽囊功能外，檢測過飽和膽汁和檢測促/抗成核異常都很困難，因而使膽囊功能具有特別的重要性。從膽石發(fā)病機制角度而言，膽囊的病理改變不僅僅表現(xiàn)在膽囊收縮功能方面，實際上，膽囊對于膽石發(fā)病的重要性涉及形成膽石的幾乎全部病理機制，包括膽汁膽固醇的含量增加，膽汁促成核的異常和膽囊收縮遲緩。

一、膽囊黏膜調(diào)節(jié)膽汁膽固醇飽和度

膽囊上皮即膽囊黏膜，生理狀態(tài)下除了吸收水和電解質(zhì)外，還具有吸收膽固醇的能力[4]。膽囊黏膜攝取膽固醇的能力降低，繼而導(dǎo)致膽汁膽固醇過飽和，這對膽石形成有顯著的病理影響[5]。

膽囊黏膜表達多個膽固醇轉(zhuǎn)運蛋白，如ATP結(jié)合盒(ATP binding cassette,ABC)A1、ABCG1和ABCG5/G8，以調(diào)節(jié)膽囊黏膜細(xì)胞內(nèi)膽固醇和膽汁膽固醇含量。多項研究發(fā)現(xiàn)，膽石病病人膽囊中ABCA1、ABCG1、ABCG5/G8表達較正常對照升高，促使細(xì)胞內(nèi)膽固醇排向膽囊腔，這是促使和增加膽囊膽汁過飽和狀態(tài)的不可忽視原因[6-7]。

高密度脂蛋白受體為清道夫受體B型I(scavenger receptor B type I,SRBI)，主要在肝臟和腎上腺表達，在膽囊黏膜柱狀細(xì)胞頂側(cè)也有SRBI的表達。膽囊黏膜SRBI的作用是從膽囊內(nèi)向膽囊壁轉(zhuǎn)運膽汁膽固醇。膽囊黏膜SRBI表達減弱，表示對膽汁膽固醇的攝取作用下降[8]。但小鼠SRBI基因敲除后，膽囊壁膽固醇含量并未增加，提示膽囊黏膜是否表達SRBI對膽石病的發(fā)生并不起關(guān)鍵作用[9]。

G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體(G-protein-coupled bile acid receptor l,TGR5)具有結(jié)合膽汁酸的功能，并受膽汁酸的激活。膽石病病人膽囊黏膜的TGR5表達增強，進而增加細(xì)胞頂側(cè)膽汁酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白對膽汁酸的重吸收，降低膽囊膽汁中膽汁酸含量，形成致石性膽汁[10]。TGR5重吸收膽汁酸后，可反饋抑制肝臟膽固醇7ɑ-羥化酶的表達，使膽汁酸合成減少。敲除小鼠TGR5基因后喂養(yǎng)致石飼料，成石率顯著降低。該現(xiàn)象的機制可能是降低膽囊TGR5重吸收膽汁酸，同時失去TGR5對肝臟7ɑ-羥化酶負(fù)反饋抑制的雙重作用。TGR5還介導(dǎo)囊性纖維化跨膜轉(zhuǎn)運調(diào)節(jié)物，促進膽囊黏膜分泌氯離子，調(diào)控膽囊膽汁、水電解質(zhì)含量[11]。

二、膽囊改變促/抗成核因子平衡

膽囊具有分泌黏蛋白(mucin,MUC)的功能。早期研究就發(fā)現(xiàn)，MUC的生理功能可能是保護膽囊黏膜，但MUC本身是促成核因子，過量時促使膽固醇結(jié)晶成核[12]。組織化學(xué)染色發(fā)現(xiàn)，膽石病病人膽囊黏膜內(nèi)有豐富的高爾基復(fù)合體和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，含糖蛋白分泌顆粒增多，溶酶體含量降低，提示細(xì)胞內(nèi)溶解顆粒的作用受到抑制，導(dǎo)致黏蛋白積聚。膽石病病人膽囊黏膜細(xì)胞黏蛋白的表達也發(fā)生改變： MUC1、MUC2、MUC5AC、MUC5B、MUC6表達增高[13-14]。上述膽囊黏膜改變的結(jié)果是，膽囊膽汁成核因子的平衡被打破，成核形成膽固醇結(jié)晶。膽囊內(nèi)結(jié)晶未排出，進一步聚集生長，最終形成膽囊結(jié)石。

三、膽囊收縮和舒張功能障礙

膽囊黏膜吸收過飽和膽汁中膽固醇進入膽囊壁，過多的膽固醇與膽囊平滑肌細(xì)胞膜整合，使膜的流動性下降，影響膽囊收縮和舒張功能[15]。對草原犬鼠以及臨床研究均表明，膽囊運動功能障礙出現(xiàn)于膽囊結(jié)石發(fā)生的早期。

膽囊收縮素(cholecystokinin,CCK)受體分布廣泛，有A受體和B受體兩種亞型，膽囊平滑肌細(xì)胞主要是CCK-A受體。CCK與其受體結(jié)合，興奮膽囊平滑肌，使膽囊收縮。敲除小鼠CCK受體基因后，影響膽囊的排空功能，增加成石風(fēng)險[16]。研究報道，膽石病病人膽囊平滑肌CCK受體功能受損，膽囊收縮功能障礙[17]。膽石病病人膽囊收縮功能嚴(yán)重障礙時，膽囊CCK-A受體mRNA表達顯著下降[18]。關(guān)于膽石病病人血清CCK水平是否異常，多項研究結(jié)果并不一致。因此，膽石病病人的CCK功能軸(CCK及其受體)是CCK受體的功能減弱和數(shù)量減少，而不是CCK含量的減少。

血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)的作用與CCK相反，主要抑制膽囊排空。VIP的高表達會抑制膽囊的排空，與結(jié)石形成相關(guān)。研究顯示膽石病病人血漿VIP顯著高于正常人，空腹膽囊容積越大，血漿VIP和膽汁VIP濃度越高，VIP受體表達也越高[19]。

以往研究較多注重于膽囊收縮功能，而TGR5可能與膽囊充盈有關(guān)。TGR5除了參與膽汁酸調(diào)控外，還促進膽囊充盈[20]。在疏水性膽汁酸鹽的刺激下，TGR5可通過cAMP-PKA通路激活A(yù)TP敏感的鉀離子通道，損害膽囊平滑肌功能，導(dǎo)致膽囊排空障礙[21]。膽石病病人膽囊TGR5的高表達可能與結(jié)石形成有關(guān)。

成纖維細(xì)胞生長因子15/19(fibroblast growth factor 15/19,FGF15/19)在人體為FGF19，而在動物為FGF15，主要表達于回腸和膽囊，是近10年受到關(guān)注的調(diào)節(jié)膽囊充盈的因子。Choi等[22]給予敲除FGF15基因的禁食小鼠注射重組FGF15/19蛋白15 min后，膽囊容積增大10倍，遠大于對照野生型小鼠，甚至高濃度的FGF15/19可完全阻斷CCK促膽囊收縮的作用。其引起膽囊充盈的機制可能與增加cAMP含量，使膽囊平滑肌松弛有關(guān)。FGF15/19與FGF受體結(jié)合后發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，小鼠敲除FGF受體后膽囊容積減小。臨床研究顯示，F(xiàn)GF19與膽囊充盈有關(guān)[23-24]。肝臟FGF15/19與FGF受體4結(jié)合，通過JNK/c-Jun和ERK1/2途徑抑制膽固醇7ɑ-羥化酶的表達。目前關(guān)于FGF15/19與膽石病關(guān)系的臨床研究不多。Renner等[25]發(fā)現(xiàn)膽石病病人FGF19mRNA表達和血漿FGF19水平與正常人沒有明顯差異。筆者的研究顯示：在膽石病病人中，膽囊嚴(yán)重收縮障礙病人膽囊FGF19 mRNA表達和空腹血漿FGF19含量均顯著低于正常膽囊功能和輕度收縮障礙病人[18]，提示膽石病病人不僅收縮功能障礙，舒張功能也減弱，且與FGF19的調(diào)節(jié)異常有關(guān)。

四、結(jié)語

膽石病在很長時間內(nèi)是國內(nèi)外的常見病。2010年對上海市區(qū)和郊區(qū)的流行病學(xué)研究顯示，該市膽石病的患病率已在13%以上。隨著對健康的重視和體檢的普及，每年檢出大量無癥狀的膽石病病人。一方面，臨床要處理癥狀性膽石病病人，避免發(fā)生膽石病的諸多甚至是危險的并發(fā)癥，如重癥膽源性胰腺炎和膽囊癌等；要研究對無癥狀膽石病病人的治療方案，包括當(dāng)前的保留膽囊治療。另一方面，要繼續(xù)進一步研究膽石病的發(fā)病機制和危險因素，尤其是深入研究膽囊在膽石病發(fā)生中的具體環(huán)節(jié)和可采用的預(yù)防措施，來預(yù)防膽石病的發(fā)生。膽石病的防治，仍然是任重而道遠。

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Insights on the role of gallbladder in cholelithiasis

JiangZhaoyan,WuJian,HanTianquan,ZhangShengdao.

DepartmentofSurgery,ShanghaiInstituteofDigestiveDisease,RuijinHospital,ShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine,Shanghai200025,China

HanTianquan,Email:digsurgrj@163.com

Gallbladder cholesterol stone disease is a worldwide disorder. The cholecystotomy for gallbladder stone should be based on normal contraction of gallbladder tested by modified B type ultrasound examination of gallbladder volume with three dimensional measurements, which is based on the sum-of-cylinders method. Gallbladder mucosa can regulate the saturation of cholesterol in bile. Mucin glycoprotein secreted from gallbladder accelerates nucleation of cholesterol monohydrate crystals. Defects in gallbladder contraction and relaxation are found in the patients with gallbladder stones. Therefore, all the three defects in secretion, nucleation and motility of gallbladder are involved in the formation of cholesterol gallstone. The factors that affect gallbladder motility, such as cholecystokinin, fibroblast growth factor 15/19, G protein-coupled bile acid receptor and others, were studied. Further studies on the role of gallbladder in gallstone disease would be warranted both in understanding the formation of gallstones and in the clinical prevention and treatment of gallstone disease

Gallbladder; Cholelithiasis; Cholesterol; Pathogenesis

國家自然科學(xué)基金(81270537)

200025 上海，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院外科 上海消化外科研究所

韓天權(quán)，Email: digsurgrj@163.com

R657.4+2

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10.3969/j.issn.1003-5591.2015.05.002

2015-06-16)